広ダイナミックレンジ画像の高速・高画質圧縮手法の研究

H23年度の研究実施計画では、コントラスト低下を招かないハロー効果抑制を目的としていたが、未解決だった中間期度におけるコントラスト強調の問題の優先度を上げ、これの改善に取り組んだ。これまでに構築した捕正システムは、局所的に自然なコントラスト強調を行うことを可能にしたが、特定の中間輝度範囲において得られるゲインが低くなってしまう。当学年度で実施した研究では、総ての輝度領域にわたって一定のゲインが得られ、ゲインをパラメータ調節できるように補正システム改善することに成功した。今回、補正関数を構成する基底関数として、ガンマ補正関数の代わりにシグモイド関数を用いた。前年度に組み込んだ階級平均値はシグモイド関数の中心として用いられ、階級ごとのシグモイド関数を加算することで変換関数が得られる。これにより、前年度の補正システムと比較して局所ヒストグラムごとの適切なゲインを一定に割り当てることができるようになり、画像特性によって補正効果が左右されることがなくなった。また.前の補正システム同様に階級境界における連続性を保ち、アーティファクトは抑制される。さらに、前の補正システムにおける基底関数に対する複数の階級平均値の重み付けが不要となり、処理が高速化された。シグモイド関数の採用によりゲインが改善したが、コントラストが強調されることでグラデーション領域に階調差起因のストライプ状のアーティファクトを発生した。しかし、局所ヒストグラム取得の際に、隣接画素の差分(エッジ情報)を取得し、グラデーション/テクスチャヒストグラム分類し、それぞれのヒストグラムに合わせたシグモイド関数のゲインを割り当て、重み付けすることで、アーティファクトの抑制とともに、テクスチャ詳細のコントラスト強調も同時に実現できた。以上、23年度研究成果は、ソフトウェアツールとして完成させ、従来の補正システムによる画質を大幅に向上することで、研究目的の達成を行なった。

H23年度の研究実施計画では、コントラスト低下を招かないハロー効果抑制を目的としていたが、未解決だった中間期度におけるコントラスト強調の問題の優先度を上げ、これの改善に取り組んだ。これまでに構築した捕正システムは、局所的に自然なコントラスト強調を行うことを可能にしたが、特定の中間輝度範囲において得られるゲインが低くなってしまう。当学年度で実施した研究では、総ての輝度領域にわたって一定のゲインが得られ、ゲインをパラメータ調節できるように補正システム改善することに成功した。今回、補正関数を構成する基底関数として、ガンマ補正関数の代わりにシグモイド関数を用いた。前年度に組み込んだ階級平均値はシグモイド関数の中心として用いられ、階級ごとのシグモイド関数を加算することで変換関数が得られる。これにより、前年度の補正システムと比較して局所ヒストグラムごとの適切なゲインを一定に割り当てることができるようになり、画像特性によって補正効果が左右されることがなくなった。また.前の補正システム同様に階級境界における連続性を保ち、アーティファクトは抑制される。さらに、前の補正システムにおける基底関数に対する複数の階級平均値の重み付けが不要となり、処理が高速化された。シグモイド関数の採用によりゲインが改善したが、コントラストが強調されることでグラデーション領域に階調差起因のストライプ状のアーティファクトを発生した。しかし、局所ヒストグラム取得の際に、隣接画素の差分(エッジ情報)を取得し、グラデーション/テクスチャヒストグラム分類し、それぞれのヒストグラムに合わせたシグモイド関数のゲインを割り当て、重み付けすることで、アーティファクトの抑制とともに、テクスチャ詳細のコントラスト強調も同時に実現できた。以上、23年度研究成果は、ソフトウェアツールとして完成させ、従来の補正システムによる画質を大幅に向上することで、研究目的の達成を行なった。